PREHRANA BILJAKA: MAKRONUTRIJENTI, MIKRONUTRIJENTI, NEDOSTACI - BIOLOGIJA - 2026

Prehrana biljka je skup kemijskih procesa kojima hranjive tvari izlučene iz prizemljima da podršku za rast i razvoj organa. Posebno se upućuje na vrste mineralnih hranjivih tvari koje biljkama trebaju i simptome njihovih nedostataka.

Proučavanje prehrane biljaka posebno je važno za one koji su zaduženi za brigu i održavanje usjeva od poljoprivrednog značaja, jer je izravno povezano s mjerama prinosa i proizvodnje.

Polje zasijano kukuruzom (Izvor: pixabay.com/)

Budući da dugotrajno uzgoj povrća uzrokuje eroziju i mineralno osiromašenje tla, veliki napredak u poljoprivrednoj industriji povezan je s razvojem gnojiva, čiji je sastav pažljivo dizajniran u skladu s prehrambenim potrebama kultivara koje zanimaju.

Dizajn ovih gnojiva zahtijeva, bez sumnje, veliko znanje o fiziologiji i prehrani biljaka, jer kao i u bilo kojem biološkom sustavu, postoje gornje i donje granice u kojima biljke ne mogu pravilno funkcionirati, bilo nedostatak ili višak nekog elementa.

Kako se njeguju biljke?

Korijen igra temeljnu ulogu u prehrani biljaka. Mineralne hranjive tvari uzimaju se iz "otopine tla" i prenose se bilo vaskularnim snopovima, jednostavnim (unutarćelijskim) ili apoplastičnim (izvanstanično). Učitavaju se u ksilem i prevoze do stabljike, gdje ispunjavaju različite biološke funkcije.

Korijen cikorije

Unos hranjivih tvari iz tla kroz siplast u korijenu i njihov naknadni transport do ksilema apoplastičnim putem različiti su procesi, posredovani različitim čimbenicima.

Smatra se da biciklizam hranjivih tvari regulira unos iona u ksilem, dok priliv u korijenski simpatik može biti ovisan o temperaturi ili vanjskoj koncentraciji iona.

Transport otapala do ksilema obično se događa pasivnom difuzijom ili pasivnim transportom iona kroz ionske kanale, zahvaljujući sili koja generira protonska pumpa (ATPaze) izražena u paratrahealnim stanicama parenhima.

S druge strane, transport do apoplasta upravlja se razlikama u hidrostatičkim pritiscima iz lišća koje prolazi.

Mnoge biljke koriste međusobne odnose kako bi se prehranile, bilo da apsorbiraju druge ionske oblike minerala (poput bakterija koje učvršćuju dušik), da poboljšaju sposobnost apsorpcije svojih korijena ili da dobiju veću dostupnost određenih elemenata (poput mikorize).,

Bitni elementi

Biljke imaju različite potrebe za svakim hranjivim tvarima, jer se ne koriste sve u istom omjeru ili u iste svrhe.

Esencijalni element je onaj koji je sastavni dio strukture ili metabolizma biljke i čija odsutnost uzrokuje ozbiljne nepravilnosti u njenom rastu, razvoju ili razmnožavanju.

Općenito, svi elementi funkcioniraju u staničnoj strukturi, metabolizmu i osmoregulaciji. Razvrstavanje makro- i mikronutrijenata ima veze s relativnim obiljem ovih elemenata u biljnim tkivima.

makronutrijenata

Među makronutrijente spadaju dušik (N), kalij (K), kalcij (Ca), magnezij (Mg), fosfor (P), sumpor (S) i silicij (Si). Iako bitni elementi sudjeluju u mnogim staničnim događajima, mogu se istaknuti neke specifične funkcije:

Dušik

To je mineralni element koji biljkama treba u većim količinama i obično je ograničavajući element na mnogim tlima, zbog čega gnojiva uglavnom sadrže dušik u svom sastavu. Dušik je mobilni element i bitan je dio stanične stijenke, aminokiselina, proteina i nukleinskih kiselina.

Iako je sadržaj dušika u atmosferi vrlo visok, samo biljke iz porodice Fabaceae mogu koristiti molekulski dušik kao glavni izvor dušika. Oblici koje ostali omogućuju su nitrati.

Kalij

Ovaj mineral dobiva se u biljkama u monovalentnom kationskom obliku (K +) i sudjeluje u regulaciji osmotskog potencijala stanica, kao i aktivator enzima koji sudjeluju u disanju i fotosintezi.

kalcijum

Općenito se nalazi kao dvovalentni ioni (Ca2 +) i ključan je za sintezu staničnih zidova, posebno za stvaranje srednje lamele koja razdvaja stanice tijekom dijeljenja. Također sudjeluje u stvaranju mitotskog vretena i potrebno je za funkcioniranje staničnih membrana.

Ima važnu ulogu kao sekundarni glasnik u nekoliko putova reakcije biljaka i putem hormonskih i okolišnih signala.

Može se vezati za kalmodulin i kompleks regulira enzime poput kinaza, fosfataza, citoskeletnih proteina, signalnih proteina, među ostalim.

Magnezij

Magnezij je uključen u aktivaciju mnogih enzima u fotosintezi, disanju i sintezi DNA i RNA. Osim toga, strukturni je dio molekule klorofila.

utakmica

Fosfati su posebno važni za stvaranje šećerno-fosfatnih intermedijara disanja i fotosinteze, kao i što su dio polarnih skupina na fosfolipidnim glavama. ATP i srodni nukleotidi posjeduju fosfor, kao i strukturu nukleinskih kiselina.

Sumpor

Bočni lanci aminokiselina cistein i metionin sadrže sumpor. Ovaj je mineral također važan sastojak mnogih koenzima i vitamina poput koenzima A, S-adenosilmetionina, biotina, vitamina B1 i pantotenske kiseline, neophodnog za biljni metabolizam.

Silicij

Iako je u obitelji Equisoceae dokazan samo poseban zahtjev za ovim mineralom, postoje dokazi da nakupljanje ovog minerala u tkivima nekih vrsta doprinosi rastu, plodnosti i otpornosti na stres.

Sadnica (Izvor: pixabay.com/)

mikronutrijenata

Mikronutrijenti su klor (Cl), željezo (Fe), bor (B), mangan (Mn), natrij (Na), cink (Zn), bakar (Cu), nikal (Ni) i molibden (Mo). Poput makronutrijenata, mikronutrijenti imaju ključne funkcije u biljnom metabolizmu, i to:

Klor

Klor se nalazi u biljkama kao anionski oblik (Cl-). Neophodna je za reakciju fotolize vode koja se odvija tijekom disanja; sudjeluje u fotosintetskim procesima i u sintezi DNA i RNA. Također je strukturna komponenta prstena molekule klorofila.

Željezo

Željezo je važan kofaktor za široku paletu enzima. Njegova temeljna uloga uključuje transport elektrona u reakcijama redukcije oksida, jer se on lako reverzibilno oksidira iz Fe2 + u Fe3 +.

Njegova je primarna uloga možda dio citohroma, vitalnih za transport svjetlosne energije u fotosintetskim reakcijama.

Bor

Njegova točna funkcija nije utvrđena, međutim dokazi govore da je ona važna u produženju stanica, sintezi nukleinske kiseline, u hormonalnom odgovoru, membranskim funkcijama i u regulaciji staničnog ciklusa.

Mangan

Mangan se nalazi kao dvovalentni kation (Mg2 +). Sudjeluje u aktiviranju mnogih enzima u biljnim stanicama, posebno dekarboksilaza i dehidrogenaza uključenih u ciklus trikarboksilne kiseline ili Krebsova ciklusa. Njegova najpoznatija funkcija je u proizvodnji kisika iz vode tijekom fotosinteze.

Natrij

Mnoge biljke s metabolizmom C4 i škrlatnom kiselinom (CAM) potrebne su za ion za fiksaciju ugljika. Također je važan za regeneraciju fosfoenolpiruvata, supstrata prve karboksilacije, na gore spomenutim putevima.

Cinkov

Velik broj enzima zahtijeva funkciju cinka, a nekim biljkama treba ga za biosintezu klorofila. Enzimi metabolizma dušika, prijenosa energije i biosintetskih puteva drugih proteina trebaju cink za svoju funkciju. Također je strukturni dio mnogih genetski važnih faktora transkripcije.

Bakar

Bakar je povezan s mnogim enzimima koji sudjeluju u reakcijama redukcije oksidacije, jer se može reverzibilno oksidirati iz Cu + u Cu2 +. Primjer ovih enzima je plastocijanin, koji je odgovoran za prijenos elektrona tijekom svjetlosnih reakcija fotosinteze.

nikl

Biljke nemaju poseban zahtjev za ovaj mineral, međutim, mnogim mikroorganizmima koji učvršćuju dušik koji održavaju simbiotske odnose s biljkama potreban je nikl za enzime koji obrađuju plinovite molekule vodika tijekom fiksacije.

Molibden

Nitrat reduktaza i nitrogenaza spadaju u mnoštvo enzima koji za svoju funkciju trebaju molibden. Nitrat reduktaza odgovorna je za katalizu redukcije nitrata u nitrit tijekom asimilacije dušika u biljkama, a nitrogenaza pretvara plinoviti dušik u amonij u mikroorganizme koji učvršćuju dušik.

Dijagnoza nedostataka

Prehrambene promjene u povrću mogu se dijagnosticirati na više načina, među njima je foliarna analiza jedna od najučinkovitijih metoda.

Internervalna kloroza u tekućinskom stiracifluu (Jim Conrad, via Wikimedia Commons)

Kloroza ili žutilo, pojava nekrotičnih mrlja tamne boje i njihovi obrasci distribucije, kao i prisutnost pigmenata poput antocijana, dio su elemenata koje treba razmotriti tijekom dijagnoze nedostataka.

Važno je uzeti u obzir relativnu pokretljivost svakog predmeta jer se svi ne prevoze jednakom redovitošću. Prema tome, nedostatak elemenata kao što su K, N, P i Mg može se uočiti u lišćima odraslih, budući da su ti elementi premješteni prema tkivima u formaciji.

Naprotiv, mlado lišće pokazat će nedostatke za elemente poput B, Fe i Ca, koji su u većini biljaka relativno nepokretni.

Reference

1. Azcón-Bieto, J., i Talón, M. (2008). Osnove fiziologije bilja (2. izd.). Madrid: Španjolska McGraw-Hill Interamericana.
2. Barker, A., & Pilbeam, D. (2015). Priručnik o prehrani biljaka (2. izd.).
3. Sattelmacher, B. (2001). Apoplast i njegovo značenje za biljnu mineralnu prehranu. Novi fitolog, 149 (2), 167-192.
4. Taiz, L., i Zeiger, E. (2010). Fiziologija biljaka (5. izd.). Sunderland, Massachusetts: Sinauer Associates Inc.
5. White, PJ, i Brown, PH (2010). Prehrana biljaka za održivi razvoj i globalno zdravlje. Anali botanike, 105 (7), 1073–1080.